【정보통신망 기술】 4강. 정보 통신망

4강. 정보 통신망

 

추천글 : 【정보통신망 기술】 정보통신망 기술 목차 

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1. 통신망의 개요 [본문]

2. 정보 교환 방식에 따른 분류 [본문]

3. 네트워크 관련 장비 [본문]

4. 근거리 통신망 [본문]

5. 부가 가치 통신망 [본문]

6. 종합 정보 통신망 [본문]

7. 인터넷 [본문]

8. 이동 통신망 [본문]

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1. 통신망의 개요 [목차]

⑴ 통신망 : 정보를 전달하기 위해 연결한 통신 설비의 집합

⑵ 형태 : 성형, 루프형, 버스형, 계층형, 망형

 

 

2. 정보 교환 방식에 따른 분류 [목차]

⑴ 회선 교환망(Circuit Switched Network)

① 통신을 원하는 두 지점을 교환기를 이용하여 물리적으로 접속(교환)시키는 방식

② 통신 과정 : 호(링크) 개설(Call Establishment) → 데이터 전송(Data Transfer) → 호(링크) 해제(Call Disconnect)

③ 방식 1. 공간 분할 교환 방식(SDS, Space Division Switching)

○ 전기적으로 ON/OFF 설정이 가능한 교차점을 통해 교환을 수행하는 방식(예: 음성 전화망)

○ 음성망을 통해 데이터 통신이 가능하나 융통성이 높고 오류율이 높음

○ 접속 시간, 코드 변환 시간 등이 길어 저속 데이터 전송에만 효과적

④ 방식 2. 시간 분할 교환 방식(TDS, Time Division Switching)

○ 다수의 신호를 시간적으로 분할하여 다중화하는 방식

○ 종류 : TDM 버스 교환 방식, 타임 슬록 교환 방식, 시간 다중화 교환 방식

⑵ 축적 교환망(Packet Switched Network)

① 송신 측에서 전송한 데이터를 송신 측 교환기에 저장시킨 뒤 수신 측 교환기를 통하여 수신 측에 전송하는 방식

○ 메시지를 저장시켰다가 전송하므로 기억장치가 필요

○ 하나의 통신 회선을 여러 메시지가 교환할 수 있음

② 방식 1. 메시지 교환 방식 : 각 메시지마다 전송 경로, 수신 주소를 붙여서 전송 순서가 되면 수신 측으로 전송

③ 방식 2. 패킷 교환 방식 : 메시지를 일정한 길이의 패킷으로 잘라서 전송하는 방식

○ 패킷형 터미널(X.25, 데이터 링크 계층) - 패킷망 접속(X.75, 네트워크 계층)

○ PAD : 비패킷형 단말기들을 패킷 교환망에 접속이 가능하도록 데이터를 조립하거나 분해해주는 것

○ 방식 2-1. 가상 회선 방식 : 단말기 간의 가상 통신 회선을 미리 설정하여 패킷들을 순서대로 전송하는 방식

○ 방식 2-2. 데이터그램 방식 : 연결경로 없이 노드들의 트래픽을 감안하여 패킷들을 독립적으로 전송하는 방식

○ 경로 설정 방법 : 고정 경로 제어, 적응 경로 제어, 범람 경로 제어, 임의 경로 제어

○ 범람 경로 제어(Flooding) : 송신처와 수신처 사이에 존재하는 모든 경로로 패킷을 전송하는 방법

○ 트래픽 제어 방법 : 흐름 제어, 폭주 제어, 교착상태 방지 제어

 

 

3. 네트워크 관련 장비 [목차]

⑴ 허브(Hub) : 물리 계층. 컴퓨팅 자원이 모인 장소

⑵ 리피터(Repeater) : 물리 계층. 신호 증폭

⑶ 브리지(Bridge) : 데이터 계층. 신호 전송 

⑷ 라우터(Router) : 네트워크 계층. 경로 설정

① iptime 등의 공유기에는 라우터 기능과 게이트웨이 기능이 동시에 있음

⑸ 게이트웨이(Gateway) : 전송 계층. 서로 다른 프로토콜을 사용하는 호스트를 연결

① 게이트웨이는 #.#.#.1의 ip를 받아 #.#.#.2 ~ #.#.#.255까지의 ip를 터미널에 분배 (ipv4 기준)

② iptime 등의 공유기에는 라우터 기능과 게이트웨이 기능이 동시에 있음

 

 

4. 근거리 통신망(LAN, Local Area Network) [목차]

⑴ LAN(Local-), WAN(Wide-), MAN(Metropolitan-)

① LAN : 한 건물이나 일정 지역 내에서 컴퓨터를 고속 전속 회선으로 연결한 네트워크

② WAN : LAN들끼리 고속 전용 회선으로 연결한 공중망

③ MAN : 도시형 통신망, 약 50 km 지역의 통신망, LAN과 WAN의 단점을 해소 

○ LAN의 단점 : 좁은 지역 내에서만 구성 가능

○ WAN의 단점 : 가까운 컴퓨터 간에도 호스트 컴퓨터를 일일히 거치므로 비용 낭비 및 능률 저하 발생

⑵ IEEE 802의 주요 표준 규격 : 물리 계층 - 데이터 링크 계층(MAC, LLC)

① 802.1 : 전체의 구성, OSI 참조 모델과의 관계, 통신망 관리 등에 관한 규약

② 802.2 : LLC 계층에 관한 규약

③ 802.3 : CSMA/CD 방식의 MAC 계층에 관한 규약, 이더넷(Ethernet); CSMA/CD 방식을 사용하는 LAN

④ 802.4 : 토큰 버스 방식의  MAC 계층에 관한 규약

⑤ 802.5 : 토큰 링 방식의 MAC 계층에 관한 규약

⑥ 802.6 : MAN에 관한 규약

⑦ 802.11 : 무선 LAN에 관한 규약 (참고 : 8)

 

표준	제정 시기	대역	채널	전송률	서비스 범위	장점	단점
802.11a	1999	5.7 GHz	최대 23개	54 Mbps	35 M	빠름	고가  범위 작음
802.11b	1999	2.4 GHz	3	11 Mbps	35 M	저가  넓은 범위	느림
802.11g	2003	2.4 GHz	3	54 Mbps	35 M	빠름  넓은 범위	동일 대역대 간섭 심함
802.11n	2009	2.4 GHz 및 5 GHz	-	248 Mbps	70 M	매우 빠름  넓은 범위	-

 

Table. 1. 무선 LAN에 관한 규약

 

○ 802.11n : 600 Mbps, MIMO(기지국과 단말기 모두 여러 개의 안테나 사용)

⑧ 802.15 : WPAN(Wireless Personal Area Network)에 관한 규약(참고 : 8)

○ 블루투스(Bluetooth) : 10 m 내외, 최대 24 Mbps

○ 무선 디지털 펄스(UWB) : 70 m 이내, 0.5 mW의 저전력, 최대 1Gbps, 낮은 스펙트럼의 주파수

○ Wibree : 초저전력 블루투스, 10 m 내외, 최대 1 Mbps

○ 지그비(ZigBee) : 50 m 내외, 최대 250 Kbps

⑶ MAC(매체 접근 제어, Media Access Control) : 물리 네트워크(공유 매체)에 대한 접근 제어 담당

① 방식 1. CSMA 방식 : 통신 회선을 조사하여 사용중이면 대기하고, 그렇지 않으면 데이터를 송신하는 방식

○ 충돌 가능성 : 아직 데이터가 도착하지 않은 통신 회선을 사용중이지 않은 것으로 인식함

② 방식 2. CSMA/CD 방식 : CSMA 방식에서 충돌 검출 기능과 충돌 발생 시 재송신하는 기능 부가

○ 성형 또는 버스형 LAN에서 가장 일반적으로 사용

○ 일정 길이 이하의 데이터의 경우 충돌 검출이 어렵고, 충돌 발생시 지연 시간을 예측하기 어려움

③ 방식 3. 토큰 버스 방식 : 토큰이 논리적으로 형성된 고리를 따라 각 노드들을 차례로 옮겨 다니는 방식

○ CSMA/Cd보다 장치가 복잡하고 평균 대기 시간이 김, 높은 부하에도 액세스 시간이 일정

④ 방식 4. 토큰 링 방식 : 토큰이 물리적으로 연결된 고리를 따라 각 노드들을 차례로 옮겨 다니는 방식

○ 노드의 수가 많을수록 토큰의 순회 시간이 길어지므로 네트워크의 속도가 저하됨

⑷ LLC(논리 링크 제어, Logical Link Control) : MAC에 의해 확보된 채널 내 연결 관리 절차, 오류 제어, 흐름 제어 등

 

 

5. 부가 가치 통신망(VAN, Value Added Network) [목차]

⑴ 통신 회선을 임대하여 하나의 사설망을 구축하고 가치를 첨가한 후 불특정 다수에게 서비스를 제공하는 통신망

⑵ 기본 통신 계층 : 사용자가 단순히 정보를 전송할 수 있도록 물리적 회선을 제공하는 가장 기본적인 계층

⑶ 네트워크 계층 : 가입된 사용자들을 서로 연결시키는 기능 첨가, 패킷 교환 방식 이용

⑷ 통신 처리 계층 : 전자 사서함, 동보 통신, 정시 수집/배달, 속도·프로토콜·코드·데이터 형식·미디어 변환 등

⑸ 정보 처리 계층 : 급여 관리, 판매 관리 등

 

 

6. 종합 정보 통신망(ISDN, Integrated Service Digital Network) [목차]

⑴ 다양한 통신 서비스를 하나의 디지털 통신망으로 제공

⑵ ISDN의 통신 서비스

① 베어러 서비스(Bearer Service) : OSI 참조 모델 1-3 계층에 해당하는 하위 계층 기능 제공

② 텔레 서비스(Tele-Service) : OSI 참조 모델 1-7 계층에 해당하는 모든 기능 제공

③ 부가 서비스 : 발신 번호 표시, 수신자 부담, 통화 대기 등의 기능 부가

⑶ ISDN의 주요 채널

① B(Bearer Channel) : 64 Kbps, 디지털 정보용 채널(사용자의 정보를 전송)

② D(Data Channel) : 16 Kbps 또는 64 Kbps, 디지털 제어용 채널(신호 메시지를 전달)

③ H(Hybrid Channel) : 고속의 디지털 정보용 채널, B 채널의 모든 정보를 고속으로 전송

○ H₀ : 384 Kbps

○ H₁₁ : 1,536 Kbps

○ H₁₂ : 1,920 Kbps

⑷ 사용자·망 인터페이스

① BRI(Basic Rate Interface) : 가정용 ISDN, 2B + D

② PRI(Primary Rate Interface) : 대기업 또는 학교용 ISDN, 23B + D(북미식) 또는 30B + D 등

 

 

7. 인터넷(Internet) [목차]

⑴ TCP/IP 프로토콜과 유닉스 운영체제를 기반으로 전 세계의 컴퓨터와 네트워크들이 연결된 통신망

⑵ 미 국방성의 ARPANET에서 시작됨

⑶ 인터넷의 주소 체계 : 인터넷에 연결된 모든 컴퓨터는 고유한 IP 주소를 가짐

① IPv4 : 8비트씩 4부분, 총 32비트로 구성

 

CLASS	구성	범위	용도
A	xxx.xxx.xxx.xxx	1.0.0.1 ~ 126.255.255.254	국가나 대형통신망
126개의 네트워크, 16,777,216개(224)의 호스트 지정 가능
B	xxx.xxx.xxx.xxx	128.0.0.1 ~ 191.255.255.254	중대형 통신망
65,536개(216)의 호스트 지정 가능
C	xxx.xxx.xxx.xxx	192.0.0.1 ~ 223.255.255.254	소규모 통신망
256개(28)의 호스트 지정 가능
D		224.0.0.0 ~ 239.255.255.255	멀티캐스트용
E		240.0.0.0 ~ 254.255.255.254	실험용
* 볼드체 : 네트워크, 평서체 : 호스트

Table. 2. IPv4

 

② IPv6 : 16비트씩 8부분, 주소 부족 문제를 해결하기 위해 도입됐으며 IPv4와 호환성이 뛰어남

○ 유니캐스트(Unicast)

○ 일대일 통신의 형태로서 한 인터페이스에 패킷을 전달하는 주소 형태

○ IP 주소 중에서 A 클래스, B 클래스, C 클래스에 해당

○ 애내캐스트(Anicast)

○ 특정한 송신자와 그 근처에 있는 소수의 수신자들 간의 통신 지원

○ 수신자들을 하나의 그룹으로 묶어서 그룹 내 가장 가까운 수신자에게만 전송

○ 멀티캐스트(Multicast)

○ 지정된 모든 인터페이스에 패킷을 전달하는 주소 유형

○ IPv4의 브로드캐스트에 해당

○ 다수의 수신자에게 패킷을 전달하면 이들이 같은 내용을 복수의 다른 사람에게 송신함으로써 정보 전파

③ 인터넷 도메인 : www를 제외하여 일반적으로 2단계 혹은 3단계 계층으로 구성

○ 도메인(Domain) : IP 주소를 사람이 이해하기 쉬운 문자 형태로 표현한 것

○ DNS(Domain Name System) : 도메인명을 IP 주소로 변환하거나 그 역을 수행하는 서비스

○ 인터넷 도메인은 www를 제외하여 일반적으로 2단계 혹은 3단계 계층으로 구성

○ 도메인의 최우측에 있는 부분이 최상위 도메인 (예 : .com, .net, .kr)

○ gTLD(Generic Top-Level Domain) : 2단계, 초기 형태인 .com, .net에 이어 .biz, .info, .mobi, .jobs 등 생성

○ ccTLD(Country Code Top-Level Domain) : 3단계(→ 2단계)

○ .kr에서 두 번째로 오는 내용 : .co(영리기업), .go(국가기관), .pe(개인) 

 

⑷ 웹 서비스(Web Service) : 외부에서 이용할 수 있도록 부품화된 웹 기반의 응용 프로그램

① SOAP(Simple Object Access Protocol) : 서비스 간의 표준 메시징 프로토콜

② WSDL(Web Service Description Language) : 웹 서비스의 인터페이스 명시. 일반적으로 XML 사용

③ UDDI(Universal Description, Discovery and Integration) : 웹 서비스들의 등록과 검색. 전화번호부 같은 개념

⑸ 인터넷 서비스

① WWW(World Wide Web) : 인터넷 상의 다양한 정보를 거미줄처럼 연결, HTTP 사용

○ HTTP : 하이퍼텍스트 전송 프로토콜

② E-mail

○ SMTP : 메일 전송에 사용하는 프로토콜

○ POP3 : 메일 수신에 사용하는 프로토콜

○ MIME : 웹 브라우저가 지원하지 않는 각종 멀티미디어를 실행시켜 주는 프로토콜

③ FTP(File Transfer Protocol) : 원격 파일 전송 프로토콜

④ 텔넷(Telnet) : 원격으로 컴퓨터를 자신의 것처럼 사용할 수 있도록 해 주는 서비스

⑤ 아키(Archie) : FTP 사이트가 관리하는 데이터베이스, 쉬운 정보 검색을 가능하게 함

⑥ 고퍼(Gopher) : 메뉴 방식을 통해 정보 검색을 쉽게 하는 서비스

⑦ 유즈넷(USENET) : 공통의 관심사를 가진 유저들이 의견을 주고 받을 수 있게 하는 서비스

 

 

8. 이동 통신망 [목차]

⑴ 정의 : 사용자가 언제, 어디서든 누구에게나 정보를 송·수신할 수 있도록 하는 통신망

⑵ 1세대 : 아날로그 서비스

⑶ 2세대 : CDMA(Code Division Multiple Access), GSM(Global System for Mobile Communication)

① CDMA : 아날로그를 디지털로 변환하고 시간과 주파수를 공유하면서 신호를 송·수신

② 셀룰러 시스템(Cellular System) (예 : 핸드폰 기지국)

○ 인접하는 셀 간에는 상호 간섭을 받지 않으면서 멀리 떨어진 셀 간에는 동일 주파수를 사용하는 방식

○ 특징 : 주파수 재사용, 핸드오프(통화 채널 자동 조정), 로밍 서비스

○ 구성 : 공중 전화망, 아동 전화 교환국, 이동국, 기지국, 홈 가입자 위치 등록기, 방문자 위치 등록기

⑷ 2.5세대 : PCS(Personal Communication Service)

① 2 GHz 대역의 주파수를 이용하며 13 Kbps 급 음성신호 변환장치

② 전보다 경제적인 가격으로 고품질의 지능망 서비스를 제공

⑸ 3세대 : IMT-2000(International Mobile Telecommunication-2000), WCDMA

① IMT-2000 : 지구상의 어떤 곳에서도 다양한 정보를 빠른 속도로 주고받을 수 있도록 하는 통신 서비스

⑹ 3.5세대 : DMB(Digital Multimedia Broadcasting), HSDPA(High Speed Downlink Packet Access), Wibro

① DMB : 멀티미디어 신호를 디지털 방식으로 변조하여 수신기에 방송서비스를 제공

○ 위성 DMB : 200 MHz, VHF-TV로 치면 12번과 8번 채널

○ 지상파 DMB

② HSDPA : 기존의 WCDMA를 개선하여 데이터의 다운로드 속도를 향상시킨 이동통신 서비스

③ Wibro : 2.3 GHz 대역의 주파수, 1 Mbps 급의 전송속도, 60 km/h 고속 이동시에도 사용 가능

⑹ 4세대 : LTE(Long-Term Evolution), WiMax

① LTE : WCDMA를 장기적으로 진화시킨 기술, 3.9세대 이동통신이라고도 부름

② WiMax : 18 km 지역의 무선영역, 560 Mbps (= 70 MB/s) 급의 전송속도, 핸드오프를 보장하지 않음

⑺ 5세대 : IMT-2020

① IoT(Internet of Things)

② VR(Virtual Reality)

③ AR(Augmented Reality)

④ 자율 주행차

 

입력: 2017.08.12 09:22